CN109698204B - 驱动基板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种驱动基板及显示装置，该驱动基板包括基材、至少一主动元件、电阻、第一保护层以及第二保护层。具有氧化物半导体层的主动元件与耦接至主动元件的电阻配置于基材上。第一保护层覆盖主动元件，其中部分第一保护层直接接触氧化物半导体层而使氧化物半导体层具有第一导电率。第二保护层覆盖第一保护层与电阻，其中部分第二保护层直接接触电阻而使电阻具有第二导电率。第一导电率不同于第二导电率。

Description

驱动基板及显示装置
技术领域
本发明涉及一种基板及电子装置，尤其涉及一种驱动基板以及具有上述驱动基板的显示装置。
背景技术
一般来说，非晶硅薄膜晶体管在高电压操作环境下容易造成临界电压飘移与高漏电流(off current)的情形，且非晶硅的分子结构排列是没有顺序与方向性的，会使得非晶硅薄膜晶体管中通道层的电子移动受到影响，进而使载子迁移率(mobility)下降。相较之下，氧化物半导体薄膜晶体管具有较优异的耐高电压稳定性与较好的载子迁移率。因此，氧化物半导体薄膜晶体管有潜力成为于高电压操作环境下显示装置的驱动元件。
然而，氧化物半导体薄膜晶体管虽具有良好的耐高电压特性，却不耐高电流(高热)，造成于高电压操作环境下，氧化物半导体薄膜晶体管因无法承受高电流而导致毁损，进而使得显示装置无法正常使用。因此，目前大都是将氧化物半导体薄膜晶体管的通道层长度拉大以降低电流负载，然而此种方法伴随而来的就是寄生电容的增加，使得产生严重的信号延迟与较高的功率损耗。
发明内容
本发明提供一种驱动基板，其具有与主动元件彼此耦接的电阻，可有效地防止主动元件的内部因负载高电流而造成主动元件烧毁，同时可改善寄生电容造成信号延迟与高功耗的问题。
本发明提供一种显示装置，其包括上述的驱动基板，具有较佳地稳定性与较长的使用寿命。
本发明的驱动基板，其包括基材、至少一主动元件、电阻、第一保护层以及第二保护层。主动元件配置于基材上且包括氧化物半导体层。电阻配置于基材上且耦接至主动元件。第一保护层覆盖主动元件，其中部分第一保护层直接接触氧化物半导体层而使氧化物半导体层具有第一导电率。第二保护层覆盖第一保护层与电阻，其中部分第二保护层直接接触电阻而使电阻具有第二导电率。第一导电率不同于第二导电率。
在本发明的一实施例中，上述的主动元件还包括栅极、栅绝缘层、源极以及漏极。栅绝缘层配置于栅极与氧化物半导体层之间。源极以及漏极配置于氧化物半导体层的同一侧上，且氧化物半导体层的部分暴露于源极与漏极之间。
在本发明的一实施例中，上述的氧化物半导体层位于栅极与基材之间。源极与漏极位于栅绝缘层与基材之间。
在本发明的一实施例中，上述的电阻与源极或漏极电性串联。
在本发明的一实施例中，上述的第一保护层于基材上的正投影不重叠电阻于基材上的正投影。
在本发明的一实施例中，上述的第一保护层的材质不同于第二保护层的材质。
在本发明的一实施例中，上述的第一保护层的材质为氧化硅，而第二保护层的材质为氮化硅。
在本发明的一实施例中，上述的氧化物半导体层的材质选自铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、铟氧化物、锌氧化物、铟钛氧化物或锌钛氧化物。
在本发明的一实施例中，上述的电阻与氧化物半导体层属于同一膜层。
本发明的显示装置，其包括驱动基板以及显示介质。驱动基板包括基材、至少一主动元件、电阻、第一保护层以及第二保护层。主动元件配置于基材上且包括氧化物半导体层。电阻配置于基材上且耦接至主动元件。第一保护层覆盖主动元件，其中部分第一保护层直接接触氧化物半导体层而使氧化物半导体层具有第一导电率。第二保护层覆盖第一保护层与电阻，其中部分第二保护层直接接触电阻而使电阻具有第二导电率。第一导电率不同于第二导电率。显示介质配置于驱动基板上。
在本发明的一实施例中，上述的主动元件还包括栅极、栅绝缘层、源极以及漏极。栅绝缘层配置于栅极与氧化物半导体层之间。源极以及漏极配置于氧化物半导体层的同一侧上，且氧化物半导体层的部分暴露于源极与漏极之间。
在本发明的一实施例中，上述的电阻与源极或漏极电性串联。
在本发明的一实施例中，上述的第一保护层于基材上的正投影不重叠电阻于基材上的正投影。
在本发明的一实施例中，上述的第一保护层的材质不同于第二保护层的材质。
在本发明的一实施例中，上述的氧化物半导体层的材质选自铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、铟氧化物、锌氧化物、铟钛氧化物或锌钛氧化物。
在本发明的一实施例中，上述的显示介质包括电泳显示薄膜或电湿润显示薄膜。
在本发明的一实施例中，上述的显示装置还包括平坦层，配置于驱动基板与显示介质之间。
基于上述，由于本发明的驱动基板的主动元件耦接于电阻，其中第一保护层直接接触氧化物半导体层而使氧化物半导体层具有第一导电率，且第二保护层直接接触电阻而使电阻具有第二导电率。藉此，可有效地来限制通过主动元件的电流，以避免在高电压操作下所伴随的高电流会烧毁主动元件的情形，且可极小化主动元件的寄生电容，进而改善信号延迟与高功耗的问题。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A显示为本发明的一实施例的一种显示装置的局部剖面示意图；
图1B显示为图1A的驱动基板的俯视示意图；
图2显示为本发明的另一实施例的一种驱动基板的局部剖面示意图。
附图标号说明：
10：显示装置
100A、100B：驱动基板
110：基材
120、120’：主动元件
122、122’：栅极
124、124’：栅绝缘层
126A、126A’：源极
126B、126B’：漏极
128、128’：氧化物半导体层
130：电阻
140：第一保护层
150：第二保护层
160：扫描线
170：数据线
180：像素电极
200：显示介质
300：平坦层
具体实施方式
图1A显示为本发明的一实施例的一种显示装置的局部剖面示意图。图1B显示为图1A的驱动基板的俯视示意图。请先参考图1A，本实施例的显示装置10包括驱动基板100A以及显示介质200，其中显示介质200配置于驱动基板100A上。此处，显示介质200例如是电泳显示薄膜或电湿润显示薄膜，但并不以此为限。如图1A所示，本实施例的显示装置10可还包括平坦层300，配置于驱动基板100A与显示介质200之间，用以平坦化驱动基板100A。
详细来说，请同时参考图1A与图1B，本实施例的显示装置10的驱动基板100A包括基材110、至少一主动元件120(图1A与图1B中仅示意地显示一个)、电阻130、第一保护层140以及第二保护层150。主动元件120配置于基材110上且包括氧化物半导体层128。电阻130配置于基材110上且耦接至主动元件120，其中电阻130与氧化物半导体层128属于同一膜层。第一保护层140覆盖主动元件120，其中部分第一保护层140直接接触氧化物半导体层128而使氧化物半导体层128具有第一导电率。第二保护层150覆盖第一保护层140与电阻130，其中部分第二保护层150直接接触电阻130而使电阻130具有第二导电率。第一保护层140的材质不同于第二保护层150的材质，且第一导电率不同于第二导电率。
如图1A与图1B所示，本实施例的主动元件120包括栅极122、栅绝缘层124、源极126A以及漏极126B。栅绝缘层124配置于栅极122与氧化物半导体层128之间。源极126A以及漏极126B配置于氧化物半导体层128的同一侧上，且氧化物半导体层128的部分暴露于源极126A与漏极126B之间。具体来说，栅极122以及栅绝缘层124依序地配置于基材110上，且栅绝缘层124完全覆盖栅极122与基材110。氧化物半导体层128与电阻130为同一膜层且配置于栅绝缘层124上。换句话说，氧化物半导体层128于基材110上的正投影不会重叠于电阻130于基板110上的正投影。此处，氧化物半导体层128与电阻130的材质可选自铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、铟氧化物、锌氧化物、铟钛氧化物或锌钛氧化物等，但不以此为限。
再者，主动元件120的源极126A与漏极126B分别部分覆盖部分氧化物半导体层128且相对地延伸覆盖至栅绝缘层124上，其中源极126A与漏极126B在氧化物半导体层128上方具有间距，使得氧化物半导体层128部分暴露于源极126A与漏极126B之间。此处，漏极126B延伸至电阻130，且漏极126B与电阻130电性串联，但不以此为限。于其他未显示的实施例中，也可以是电阻与源极电性串联，此仍属于本发明所保护的范围。由本实施例的栅极122、栅绝缘层124、源极126A以及漏极126B的配置方式可得知，本实施例的主动元件120具体化为底栅极薄膜晶体管，但并不以此为限。
此外，驱动基板100A的第一保护层140覆盖主动元件120的源极126A、漏极126B以及源极126A与漏极126B所暴露出的氧化物半导体层128，其中部分第一保护层140直接接触氧化物半导体层128而使氧化物半导体层128具有第一导电率。第二保护层150覆盖第一保护层140与电阻130，其中部分第二保护层150直接接触电阻130而使电阻130具有第二导电率。特别是，第一保护层140的材质不同于第二保护层150的材质，且第一导电率不同于第二导电率。此处，第一保护层140的材质例如是氧化硅，而第二保护层150的材质例如是氮化硅，但不以此为限。
在此需说明的是，尽管主动元件120的氧化物半导体层128与电阻130属于同一膜层，但依据覆盖于氧化物半导体层128与电阻130上方的保护层具有不同材质，使得氧化物半导体层128与电阻130呈现出不同的电气特性。举例来说，由于氧化物半导体层128与第一保护层140(如氧化硅)直接接触，使得氧化物半导体层128具有第一导电率，其中主动元件120的电阻值例如是106～1013Ω。另外，电阻130与第二保护层150(如氮化硅)直接接触，使得电阻130具有第二导电率，其中电阻130的电阻值例如1.6×105Ω。一般皆知，电阻值与导电率成反比，因此本实施例的第二导电率大于第一导电率，因此可将电阻130视为是一种限流电阻。
由于在高电压操作环境下势必伴随着具有高电流，然而本实施例通过将主动元件120与电阻130电性串接而使电路中的总电阻增加，进而降低通过主动元件120的电流，可避免主动元件120因负载高电流而导致烧毁的情形。此外，本实施例是通过电阻130来降低通过主动元件120的电流，相较于现有将氧化物半导体薄膜晶体管的通道层长度拉大以降低电流负载而言，本实施例则可避免为了降低高电流流通而以大面积设置通道层的主动元件所产生的寄生电容。
值得一提的是，本实施例并不限定主动元件120的结构型态，虽然于上述的实施例中，主动元件120具体化为底栅极薄膜晶体管。但于其他实施例中，请参考图2，驱动基板100B的氧化物半导体层128’位于栅极122’与基材110之间，而源极126A’与漏极126B’位于栅绝缘层124’与基材110之间。也就是说，由栅极122’、栅绝缘层124’、源极126A’以及漏极126B’的配置方式可得知，本实施例的主动元件120’具体化为顶栅极薄膜晶体管，此仍属于本发明所欲保护的范围。
此外，请再同时参考图1A与图1B，本实施例的驱动基板还包括多条扫描线160、多条数据线170以及多个像素电极180。每一像素电极180通过主动元件120分别与其所对应的扫描线160以及数据线170电性连接。也就是说，像素电极180与主动元件120电性连接，而主动元件120分别与其所对应的扫描线160以及数据线170电性连接。在本发明实施例中，扫描线160耦接于主动元件120的栅极122，数据线170耦接于主动元件120的源极126A，以及像素电极180耦接于主动元件的漏极126B，但不以此为限。在其他未显示的实施例中，也可以是数据线耦接于主动元件的漏极，像素电极耦接于主动元件的源极。
综上所述，由于本发明的驱动基板的主动元件电性串接于电阻，且电阻与主动元件的氧化物半导体层属于同一膜层，其中第一保护层直接接触氧化物半导体层而使氧化物半导体层具有第一导电率，且第二保护层直接接触电阻而使电阻具有第二导电率。藉此，可有效地来限制通过主动元件的电流，以避免在高电压操作下所伴随的高电流会烧毁主动元件的情形，且可极小化主动元件的寄生电容，进而改善信号延迟与高功耗的问题。此外，采用本发明的驱动基板的显示装置则可具有较佳地稳定性与较长的使用寿命。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种驱动基板，其特征在于，包括：
基材；
至少一主动元件，配置于所述基材上且包括氧化物半导体层，所述至少一主动元件还包括：
栅极；
栅绝缘层，配置于所述栅极与所述氧化物半导体层之间；以及
源极以及漏极，配置于所述氧化物半导体层的同一侧上，且所述氧化物半导体层的部分暴露于所述源极与所述漏极之间；
电阻，配置于所述基材上且耦接至所述至少一主动元件，所述电阻与所述源极或所述漏极电性串联且直接接触，其中所述电阻与所述基材之间仅有一层所述栅绝缘层；
第一保护层，覆盖所述至少一主动元件，其中部分所述第一保护层直接接触所述氧化物半导体层而使所述氧化物半导体层具有第一导电率，且所述第一保护层于所述基材上的正投影不重叠所述电阻于所述基材上的正投影；以及
第二保护层，覆盖所述第一保护层与所述电阻，其中部分所述第二保护层直接接触所述电阻而使所述电阻具有第二导电率，所述第一导电率不同于所述第二导电率。
2.一种驱动基板，其特征在于，包括：
基材；
至少一主动元件，配置于所述基材上且包括氧化物半导体层，所述至少一主动元件还包括：
栅极；
栅绝缘层，配置于所述栅极与所述氧化物半导体层之间，且所述栅极与所述氧化物半导体层之间仅有一层所述栅绝缘层；以及
源极以及漏极，配置于所述氧化物半导体层的同一侧上，且所述氧化物半导体层的部分暴露于所述源极与所述漏极之间，其中所述氧化物半导体层位于所述栅极与所述基材之间，而所述源极与所述漏极位于所述栅绝缘层与所述基材之间；
电阻，配置于所述基材上且耦接至所述至少一主动元件；
第一保护层，覆盖所述至少一主动元件，其中部分所述第一保护层直接接触所述氧化物半导体层而使所述氧化物半导体层具有第一导电率，且所述第一保护层于所述基材上的正投影不重叠所述电阻于所述基材上的正投影；以及
第二保护层，覆盖所述第一保护层与所述电阻，其中部分所述第二保护层直接接触所述电阻而使所述电阻具有第二导电率，所述第一导电率不同于所述第二导电率。
3.根据权利要求1或2所述的驱动基板，其特征在于，所述第一保护层的材质不同于所述第二保护层的材质。
4.根据权利要求1或2所述的驱动基板，其特征在于，所述第一保护层的材质为氧化硅，而所述第二保护层的材质为氮化硅。
5.根据权利要求1或2所述的驱动基板，其特征在于，所述氧化物半导体层的材质选自铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、铟氧化物、锌氧化物、铟钛氧化物或锌钛氧化物。
6.根据权利要求1或2所述的驱动基板，其特征在于，所述电阻与所述氧化物半导体层属于同一膜层。
7.一种显示装置，其特征在于，包括：
驱动基板，包括：
基材；
至少一主动元件，配置于所述基材上且包括氧化物半导体层，所述至少一主动元件还包括：
栅极；
栅绝缘层，配置于所述栅极与所述氧化物半导体层之间；以及
源极以及漏极，配置于所述氧化物半导体层的同一侧上，且所述氧化物半导体层的一部分暴露于所述源极与所述漏极之间；
电阻，配置于所述基材上且耦接至所述至少一主动元件，所述电阻与所述源极或所述漏极电性串联且直接接触，其中所述电阻与所述基材之间仅有一层所述栅绝缘层；
第一保护层，覆盖所述至少一主动元件，其中部分所述第一保护层直接接触所述氧化物半导体层而使所述氧化物半导体层具有第一导电率，且所述第一保护层于所述基材上的正投影不重叠所述电阻于所述基材上的正投影；以及
第二保护层，覆盖所述第一保护层与所述电阻，其中部分所述第二保护层直接接触所述电阻而使所述电阻具有第二导电率，所述第一导电率不同于所述第二导电率；以及
显示介质，配置于所述驱动基板上。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述第一保护层的材质不同于所述第二保护层的材质。
9.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述氧化物半导体层的材质选自铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、铟氧化物、锌氧化物、铟钛氧化物或锌钛氧化物。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述显示介质包括电泳显示薄膜或电湿润显示薄膜。
11.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，还包括：
平坦层，配置于所述驱动基板与所述显示介质之间。
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